Содержание задач относится к теме "Выпрямители и включает: 1) составление схемы одно- и двухполупериодного выпрямителей на полупроводниковых вентилях; 2) подбор диодов для таких схем по заданным электрическим параметрам тока, напряжения, мощности. При изучении программного материала темы обратите особое внимание на устройство и работу полупроводниковых (Л:3 § 16.6), а также на схемы выпрямителей на полупроводниковых вентилях (Л:3 § 18.3). Рекомендуется также ознакомится с приводимым описанием.
Пример Для питания постоянным током потребителя мощностью Pd = Вт при напряжении Ud = 100 B необходимо собрать схему однополупериодного выпрямления, подобрав диоды, технические данные которых приведены в таблице 2.
Несимметричные и несинусоидальные режимы в трехфазных цепях
Определить активную мощность, потребляемую всеми приемниками в симметричном и несимметричном режимах работы.
Расчет трехфазной несимметричной электрической цепи с двигательной нагрузкой (в исходной схеме выключатель 1S замкнут)
Медоды часчета резистивных цепей Законы Кирхгофа Число независимых уравнений n, составляемых по законам Кирхгофа, равно числу неизвестных.
Структурная схема выпрямителя состоит из трех основных частей: трансформатора, вентилей (диодов) и фильтра. Кроме того, может применятся стабилизатор напряжения.
Трансформатор - преобразует напряжение сети переменного тока до величины, необходимой для получения на выходе выпрямителя заданного напряжение постоянного тока.
Вентиль - преобразует двухполярное напряжение переменного тока в однополярное (пульсирующее) напряжение постоянного тока. Для каждого выпрямителя обязательно наличие вентилей в зависимости от технических требований, остальные элементы могут отсутствовать.
Рисунок 22
В контрольных задачах рассматриваются только схемы с вентилями и трансформаторами.
Полупроводниковые диоды обладают односторонней проводимостью электрического тока в интервалах температур от - 60° до + 75°С для германиевых диодов и - 60° до + 150° С - для кремниевых и поэтому применяются в качестве электрических вентилей. При более высоких температурах полупроводниковые диоды теряют свойство односторонней проводимости и в качестве вентилей их применять нельзя.
Полупроводниковые диоды подбираются для схем выпрямления по двум параметрам: 1) допустимый ток в прямом направлении Iдоп; 2) значение допустимого напряжения, действующее на диод в обратном направлении, когда диод закрыт, Uобр. Эти параметры приводятся в справочниках, выписка из которых для диодов, используемых для решения задач, приведена в таблице 2.
Понятие допустимого тока в прямом направлении не вызывает трудностей, но понятие допустимого обратного напряжения поясним на рисунке 23, где
а- схема однополупериодного выпрямителя;
б - график переменного напряжения uн и тока i нагрузки;
г - график обратного напряжения uв, действующего на диод в непроводящий период, когда диод закрыт.
На рисунке 23, в видно, что когда диод закрыт, на него действует напряжение uв в обратном направлении (вниз от оси времени). Значение этого напряжения подсчитывается в зависимости от выпрямленного напряжения постоянного тока и схем выпрямления по следующим формулам.
Рисунок 23
Таблица 2
Тип диода
Iдоп,А
Uобр,В
Тип диода
Iдоп,А
Uобр,В
Д205
Д207
Д209
Д210
Д211
Д214
Д214А
Д214Б
Д215
Д215А
Д215Б
Д223
Д233Б
Д234Б
Д242
Д242А
Д242Б
Д244А
Д244Б
Д302
0,4
0,1
0,1
0,1
0,1
5
10
2
5
10
2
10
5
5
5
10
2
10
2
1
400
200
400
500
600
100
100
100
200
200
200
500
500
600
100
100
100
50
50
200
Д243
Д243А
Д243Б
Д217
Д218
Д221
Д222
Д224
Д224А
Д224Б
Д226
Д226А
Д231
Д231Б
Д232
Д232Б
Д244
Д303
Д304
Д305
5
10
2
0,1
0,1
0,4
0,4
5
10
2
0,3
0,3
10
5
10
5
5
3
3
6
200
200
200
800
1000
400
600
50
50
50
400
300
300
300
400
400
50
150
100
50
Однополупериодная схема и двухполупериодная однофазная схема с выведенной средней точкой вторичной обмотки трансформатора
Uв = πUd = 3,14 Ud.
Двухполупериодная однофазная мостовая схема
Uв = πUd/2 = 1,57 Ud.
При составлении схем выпрямителей задаются значениями мощности Pв (Вт) и напряжения Uв (В) постоянного тока, которые нужно получить от выпрямителя. По этим данным определяют выпрямленный ток Id (A). Следовательно, при подборе полупроводниковых диодов для заданным схем выпрямителей необходимо знать: 1) выходные характеристики выпрямителя: мощность Рd, напряжение Ud, ток Id; эти данные определяются характером нагрузки, и в контрольных задачах указаны в условиях; 2) технические данные полупроводниковых диодов; допустимые ток Iдоп и обратное напряжение Uобр - при решении контрольных задач нужно определить по таблице 2.
При выборе диодов для работы в качестве вентилей в схемах однополупериодного выпрямителя соблюдают условия по току
Iдоп≥Id
и напряжению
Uобр≥ Uв,
где Uв - напряжение, действующее на диод в непроводящий период, которое для данной схемы подсчитывают по формуле
Uв = π Ud.
